高溫閥門(mén)廠(chǎng)家北高科集團技術(shù)部整理,高溫閘閥與控制是自控執行中的難題,高溫和超高溫的切斷難度更大。這一難題的主要表現是高溫膨脹產(chǎn)生卡阻及切斷問(wèn)題。因此,高溫和超高溫控制一直是國內外廠(chǎng)家及設計院關(guān)注的重點(diǎn)。 高溫閘閥關(guān)閉時(shí) , 密封面可以只依靠介質(zhì)壓力來(lái)密封 , 即依靠介質(zhì)壓力將閘板的密封面壓向另一側的閥座來(lái)保證密封面的密封,這就是自密封。
一、應注意的幾個(gè)問(wèn)題
從設計、選型和使用的角度看,應注意以下幾個(gè)問(wèn)題:
1)閥體及閥內件材料的選擇問(wèn)題
用于450℃以上的環(huán)境中的閘閥,在設計和選用時(shí)必須考慮溫度、壓力條件對材料機械強度的影響,如在鍋爐給水系統和過(guò)熱旁路系統高溫條件下,常規閥體及閥內件材料是不適用的(例如O形圈、四氟材料、彈性材料和標準墊片等)。因此,必須選用更加耐用的材料。一般材料可使用的最高溫度為500℃左右。對于高于538℃的場(chǎng)合,閥體通常采用鉻-鉬鋼。對于最高溫度達1035℃左右的場(chǎng)合,通常選用SUS310S型不銹鋼,而且材料含碳量必須控制在0.04~0.08%之間。對于更高的溫度,建議采用內襯非金屬耐熱材料(可用于1200℃的高溫場(chǎng)合)或特殊的耐高溫高強度合金(如發(fā)動(dòng)機燃燒室用耐高溫高強度合金,可直接用于1000℃高溫場(chǎng)合)。
2)熱膨脹,冷收縮的影響
高溫閥與常溫閥的結構及閥內件有很大的差異,如導向間隙、閥板轉動(dòng)間隙、軸承方式等。除了從設計、制造方面控制外,從閥型結構的選擇上來(lái)減少熱膨脹、冷收縮的影響的方式更為可取。實(shí)踐證明擋板式蝶閥是一種非常好的高溫閥,擋板與閥體內腔間的間隙為3~6mm,可徹底解決閥板與閥體內腔高溫中卡阻的問(wèn)題,并可達到較高的切斷性能(5×10-4)。
3)導向軸承與閥板定位問(wèn)題
對于介質(zhì)溫度高于400℃的場(chǎng)合普通的定位導向結構是不可靠的。此時(shí)應采用外部軸承結構來(lái)保證閥板的定位與支撐,這樣可以避免內部高溫對導向結構的影響。同時(shí),由于定位系統承受了閥板、閥桿的重力,從而減輕了執行機構負載,減輕了外部軸承負載,避免了常規蝶閥水平安裝使用時(shí)易出現的單邊卡阻現象,可垂直安裝。
4)填料的耐溫性能
標準的聚四氟乙烯填料僅能用于200℃以下場(chǎng)合,如需用于中高溫場(chǎng)合則必須采用伸長(cháng)型閥蓋以防止填料受到極高溫度的影響。但較長(cháng)較細的閥桿在高溫條件下強度較差,易出現彎曲現象。因此,高溫條件下應采用耐溫性能優(yōu)異(可達600℃)的柔性石墨填料,還可以大大降低伸長(cháng)型閥蓋的高度。同時(shí)配以旋轉類(lèi)閥+粗閥桿的方式提高閥整體強度,從而較好地解決這一問(wèn)題。
5)密封方式的選擇
在高溫條件下實(shí)現較高的切斷性能是很困難的,很多常規的高性能密封方式是不可取的(如O形圈、四氟材料、彈性金屬材料等)。在500℃以?xún)?,可采用特種復合石墨閥座軟密封方式。在500℃以上的條件下,只能采用金屬對金屬硬密封方式(一般采用蝶閥結構)。為防止因高溫中材料膨脹,而產(chǎn)生的卡阻的問(wèn)題,密封間隙通常留得較大。從而導致泄漏率較大。高溫擋板式蝶閥采用平面檔板(閥板)落于閥體凸臺(一體化)之上的工藝,形成圓線(xiàn)密封面,達到很好的密封效果,泄漏率僅為10-3~10-4。同時(shí)在密封面上堆焊的耐磨合金使閥具有了較好的密封可靠性,使用壽命也得以延長(cháng)。)
二、典型高溫閘閥
1)普通高溫合金蝶閥普通蝶閥是結構簡(jiǎn)單、同口徑重量最輕的蝶閥,并且易于鍛造成型,可節約大量貴重的耐高溫合金。普通型高溫合金蝶閥只可用于泄漏要求不高的場(chǎng)合,應用中還應注意閥體與閥板之間應留有足夠的間隙,避免高溫條件下因材料熱膨脹造成的卡阻。同時(shí),應采用適當的定位措施,以保證閥板的有效定位,避免閥板下垂、偏移,造成單邊卡死或咬死。
2)高溫合金擋板蝶閥
擋板蝶閥是針對閘閥在高溫條件下易出現的主要問(wèn)題而研發(fā)的新型高溫閘閥,具有結構簡(jiǎn)單,易于鍛造成型,密封性好,不易卡阻等優(yōu)點(diǎn),還可大量節約貴重的耐高溫合金。其密封方式為平面檔板(閥板)落于閥體凸臺(一體化)之上,形成圓線(xiàn)密封面,從而達到很好的密封效果。
3)高溫導熱油專(zhuān)用球閥
采用彈性層壓特種復合石墨閥座與柔性石墨填料的高溫導熱油專(zhuān)用球閥,可有效地解決導熱油工藝要求切斷好、調節好,填料受導熱油影響?。ǔR幧扉L(cháng)型閥蓋與散熱片沒(méi)有意義)、密封好的要求,是性能優(yōu)異的中高溫切斷型閘閥,可應用于500℃以下場(chǎng)合。
4)耐高溫非金屬內夾層超高溫蝶閥
采用耐超高溫合金材料為結構體,耐高溫非金屬材料為內襯,做到閥體內外有別,從而保證了閥體的強度。中空或耐超高溫合金材料閥板配以循環(huán)或冷卻手段可保證閥板在1200℃左右良好工作。